水源热泵热源井设计与施工.pdf

中国地质大学(北京) 2007 届本科毕业论文
前言
能源是人类社会生存和发展的物质基础。随着人类文明的进步和社会发展,
人们对能源的消耗愈来愈多,若不采取措施,将导致能源枯竭,环境恶化等严重
后果。而空调已成为季节性能源消耗大户,并已成为建筑节能的关注问题,因此,
大力发展新能源和可再生能源,已成为我国 21 世纪发展国民经济和建设小康社
会刻不容缓的主要任务和战略目标。
热泵技术是应用低位可再生能源的重要技术措施之一。热泵系统是利用低
温热源进行供热、制冷的新型能源利用方式。与使用煤、气、油等常规能源供热
方式相比,它具有清洁、高效、节能等特点,正因为如此,它正日益受到人们的
青睐。
地源热泵技术,在北美和欧洲发展已非常成熟,是一种广泛采用的人工空
调系统,而且增长速度惊人,比如在瑞典,2001 年销售的地源热泵就达 27000
台,总数量已达 20 万台,其市场已经相当成熟,90%的房屋都已安装热泵。在
美国,已装机热泵达 50 万台。在英国,丹麦等国,热泵装机增速预计将大于 100
%。针对地源热泵机组、地热换热器以及系统设计和安装,北美和欧洲已有一整
套标准、规范、计算方法和施工工艺。
这篇论文主要就是从水源热泵换热井方面着手,比较详细的介绍了水源热
泵换热井的设计过程和施工过程,以及在设计施工中需要注意的问题。回灌问题
也是热泵性能好坏和运行效率至关重要的一个因素,而且现在国内很多热源井出
现的问题就是回灌堵塞,导致换热效率降低甚至热源井报废而影响整套系统的运
行。本文也从热源井结构的设计方面介绍了现在使用比较普遍的一种防止回灌堵
塞的方法,那就是热源井抽灌两用井设计。
通过在北京华清荣昊新能源开发有限责任公司承建的我校科研综合楼水源
热泵工程处一个多月的实习,我对水源热泵技术有了更多的了解,学习了水源热
泵的施工工艺方法。
由于本人水平有限,加之编写时间仓促,如有错误或不足之处,希望大家
指正批评。










工程技术学院勘查技术与工程 21031 班李其林 1
QQ:179142035 Email:liqilin3000@
中国地质大学(北京) 2007 届本科毕业论文
1 绪论
随着经济发展和人们生活水平的提高,供热和空调已成为公共建筑和住宅
的普遍需求,由此带来的能源供应紧张已经成为当今世界各国面临的一个共性问
题。空调系统需要消耗大量的电能及燃料,在发达国家,空调耗能占社会总耗能
的 25%--30%(美国,日本), 有的甚至达到 45%(瑞典),而且空调消耗的能
量持续以 4%--5%的速度增长。
我国家用空调拥有量已经超过 1 亿台,同时每年以 20%速度增长。我国能
源结构主要是矿物燃料,特别是煤炭,这会造成大量的有害气体和温室气体。而
且现在每年电力短缺日益严重,已经影响了人们的正常生活。热泵技术,因为其
带来的经济效益,及环保,节能等的优点,正日益受到人们的欢迎。
热泵技术基本知识
热泵简介
“热泵”(Heat Pump)术语是借鉴水泵一词而来。水泵是消耗一定的机械
能,将水从低处泵送到高处的设备;而热泵则是消耗一定的机械能,将低温位热
能“泵送”到高温位来供应热量需求的设备。从热力学或工作原理上说,热泵的
本质就是制冷机。在我国( GB-50115-1992)《暖通空调术语标准》中,对“热泵”
的解释是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机”。
建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求,而传
统的空调系统通常需要分别设置冷源和热源,也就是制冷机和锅炉。如果采用热
泵空调系统,就可以通过控制手段实现这两种功能的转换,而且可以大大减轻供
暖造成的大气污染问题,因此采用热泵技术的中央空调是未来空调的发展趋势,
可以大大降低一次能源的消耗。表 1 列举了不同供热方式的性能系数,从表中数
据可知,热泵是一种有效的节能手段,这也是为什么热泵技术和产品得到广泛普
及和应用的原因。
表 1 不同供热方式的能量利用率
供热方式燃油炉燃气炉电取暖热泵
性能系数 - - >

目前大量使用的热泵主要是空气源热泵。它利用空气作为吸热和排热的热
源。但环境大气温度随季节、昼夜变化比较大,这会影响热泵机组的运行。比如
夏季大气温度升高不利于冷凝器想大气排热,冬季大气温度降低,不利于蒸发器
从环境中吸热,且会带来融霜的烦恼。土壤、地下水、地表水的温度就比较稳定,
作为热源和热汇,具有十分优越的特性。
热泵技术的应用